地震作用下层状岩质边坡振动台试验研究现状

■袁楠牛林峰

（1北京建筑大学 北京100044；2华北水利水电大学 河南 郑州450045）

地震作用下层状岩质边坡振动台试验研究现状

■袁楠1牛林峰2

（1北京建筑大学 北京100044；2华北水利水电大学 河南 郑州450045）

振动台试验是研究地震作用下层状岩质边坡动力响应特性和变形破坏规律的常用手段，有关研究人员已经取得了大量有益成果。本文认真分析总结了近年来层状岩质边坡振动台试验的研究成果，并对其进行了分类评述，指出了当前在地震作用下边坡动力响应特性及变形破坏规律的振动台物理模型试验中存在的问题，阐述了今后的研究方向，为今后进一步的深入研究提供参考。

地震作用层状岩质边坡振动台试验

0 引言

在地震作用下的层状岩质边坡的稳定性问题是岩土工程领域研究的热点问题。在山区和丘陵地带，地震诱发的滑坡往往具有分布广、数量多和危害大的特点，然而随着国民经济建设的发展，许多工程项目都在地震多发的山区进行，层状岩质边坡作为典型山区边坡，众多学者都对其在地震作用下的稳定性问题进行了研究。本文对当前国内振动台试验的研究成果进行了总结，分析指出了研究中存在的问题，为今后的研究工作提供参考。

1 层状岩质边坡振动台试验的研究内容

在对现今研究成果的分析总结的基础上，笔者认为，当前层状岩质边坡振动台试验的研究内容可分为两类：

（1）水平层状岩质边坡振动台试验研究，根据岩性的不同，又可分为单一岩性水平层状岩质边坡振动台试验研究和组合岩性水平层状岩质边坡振动台试验研究。

（2）倾斜层状岩质边坡振动台试验研究，根据产状的不同，可以分为顺层岩质边坡振动台试验研究和反倾岩质边坡振动台试验研究。

2 水平层状岩质边坡振动台试验

水平层状岩质边坡的振动台试验又可以分为单一岩性水平层状岩质边坡试验和组合岩性水平层状岩质边坡振动台试验。

2.1 单一岩性水平层状岩质边坡模型试验

单一岩性水平层状边坡的振动台的研究重点在于探讨岩性及水平层状结构和地震动参数对边坡地震动力响应的影响规律，经常和均质无结构面边坡的振动台试验同时研究，对比分析两者的试验结果。

通过水平层状的岩质边坡振动台试验，分析研究了含水平结构面边坡在地震作用下的动力响应规律和变形破坏规律，深入分析了不同方向地震动作用下水平层状边坡的动力响应特性，认为地震作用下水平层状斜坡变形破坏主要以拉裂—剪切滑移为主，边坡具有水平向放大作用、高程放大作用、岩性效应、方向效应和结构面效应。

通过不同岩性的均质和水平层状斜坡的振动台试验，讨论了地震波频率对岩质斜坡动力响应规律的影响，认为激振频率的大小不影响斜坡动力响应的高程放大效应，高频地震波由于更加接近模型斜坡的自振频率，使得响应减弱的可能性变小。

2.2 组合岩性水平层状边坡模型试验

组合岩性水平层状边坡模型是指水平层状上软下硬和上硬下软两种类型岩性组合的边坡模型，针对这两种典型的边坡模型，有关学者做了大量的有益研究。

针对水平层状上硬下软和上软下硬两种岩性组合模型边坡展开了振动台试验，通过输入不同地震波类型、频率、激振方向和振幅，系统地研究了斜坡的地震动力响应特性，认为高程对地震波具有明显的放大效应；在相同激振强度下，竖直向加速度最大放大系数仅为水平向加速度最大放大系数的一半；不同岩性组合结构对加速度响应规律的影响也因激振方向不同而异。

3 倾斜层状岩质边坡模型试验

倾斜层状岩质边坡模型试验包括顺层岩质边坡模型试验和反倾岩质边坡模型试验。在早期对倾斜层状岩质边坡的振动台试验研究中，学者们将顺层和反倾边坡作为一个研究对象，重点研究结构面的存在对边坡变形破坏的影响，随着研究的深入，学者们开始将反倾和顺层边坡分开各自独立研究。

4 存在问题与展望

通过以上分析总结可知，针对地震作用下的层状岩质边坡的变形破坏特征和动力响应特性，有许多研究人员通过振动台试验对其进行了研究，并且取得了许多有益的研究成果，对以后的理论研究和工程实践提供了参考，具有借鉴意义。然而，在当前的研究中还存在不少问题：

（1）当前的层状岩质边坡振动台试验所建立的模型单一，结构简单，不能很好的反映现实条件下层状岩质边坡的多样性和复杂性。

（2）当前的层状岩质边坡振动台试验研究的深度尚浅，所进行的研究多为定性研究，得出的结论也多为描述性的，尚不能有力地指导工程实践，解决实际工程中的问题。

（3）对层状岩质边坡振动台试验的研究学者相对集中，对其研究较多、较深的多为成都理工大学的学者，还需要更多的高校、科研院所的学者加入。

因此，在今后的层状岩质边坡振动台试验研究中，要构建更多、更复杂、更能反映真实边坡的物理模型，改进数据采集手段，加大定量研究，进一步深化对地震作用下的层状岩质边坡振动台试验研究，为今后的理论研究和工程实践提供指导。另外，对层状岩质边坡振动台研究，还需要更多的学者加入其中。

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F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-12-89-1

袁楠（1990～），女，在读研究生，研究方向为工程测量与灾害预报防治。